凸輪軸頂置式配氣機構凸輪磨損的研究.pdf

1、配氣機構是發(fā)動機重要的組成部分，而凸輪軸是配氣機構的關鍵零部件。凸輪與挺柱接觸副為高副，它通常工作在高溫、高轉速與變載荷的條件下，潤滑條件惡劣，凸輪失效主要形式為磨損。發(fā)動機凸輪軸的磨損會直接影響配氣機構功用、發(fā)動機性能，因此對其進行磨損及可靠性的研究很有必要。目前，針對凸輪軸頂置式配氣機構凸輪磨損的研究較少且不夠系統(tǒng)，特別是對于凸輪載荷的求解缺乏試驗數(shù)據(jù)支持，對從凸輪載荷求解到凸輪磨損的整個過程缺少統(tǒng)一方法和結論。
　　針對目前

2、凸輪軸頂置式配氣機構凸輪磨損研究中的問題，本文首先進行了配氣機構動力學試驗，并以試驗數(shù)據(jù)為基礎，對多種方法求解的凸輪載荷結果進行比較，之后求解凸輪接觸應力，最終估算凸輪疲勞磨損壽命和粘著磨損量。主要研究內(nèi)容和結論有：
　?。?）設計搭建了配氣機構試驗臺，安裝了應變片、激光位移、加速度等傳感器；進行配氣機構試驗，測量了氣門加速度，氣門位移，搖臂載荷，凸輪型線，搖臂剛度等參數(shù)，并擬合了凸輪型線方程，為求解凸輪載荷奠定試驗基礎。

3、　?。?）計算了配氣機構的結構和運動參數(shù)，對氣門和搖臂進行了受力分析，提出了可以用測量搖臂載荷間接求解凸輪載荷的方法；之后利用配氣機構試驗數(shù)據(jù)，分別采用氣門動態(tài)特性試驗數(shù)據(jù)、搖臂載荷數(shù)據(jù)兩種方法求解凸輪載荷，比較差異性，分析結果可知通過搖臂載荷數(shù)據(jù)求解的凸輪載荷能較好地反映真實凸輪載荷。
　?。?）建立配氣機構單質(zhì)量模型，并采用Visual C++編寫相關的計算程序，計算凸輪載荷；在動力學仿真軟件ADAMS中建立配氣機構多剛體模型

4、，計算凸輪載荷，并與試驗求解凸輪結果進行比較，結果顯示配氣機構多剛體動力學模型計算的凸輪載荷誤差較小。
　?。?）基于摩擦學原理知識，修正了赫茲接觸應力公式，利用機械原理和高等數(shù)學知識，計算凸輪與滾子接觸點曲率半徑，最終計算凸輪接觸應力。計算結果較好地展示了凸輪接觸應力隨其轉速的變化規(guī)律。
　?。?）基于機械零件疲勞磨損理論，擬合凸輪材料S-N曲線，并采用修正的Miner線性疲勞損傷累積理論，計算了各轉速下凸輪疲勞磨損壽命；